Gęstość polietylenu jest cechą używaną do rozróżniania gatunków tworzyw polietylenowych, wyrażoną w g/cm3. Ten pomiar różni się w przypadku tworzyw sztucznych ropopochodnych ze względu na różnice w strukturze krystalizacyjnej powstałej podczas polimeryzacji etenu. Ponadto na gęstość wpływa masa cząsteczkowa produktu końcowego. Rozgałęzienie lub wiązanie monomerów etenowych z cząsteczkami wodoru w celu utworzenia polimerów również determinuje gęstość. W rzeczywistości ten ostatni czynnik jest główną różnicą między polietylenem o dużej gęstości (HDPE) a polietylenem o małej gęstości (LDPE).
Większość ludzi zna tworzywa HDPE i LDPE. Istnieje jednak wiele innych stopni gęstości polietylenu. Dzieje się tak, ponieważ różne rodzaje polietylenu są otrzymywane zgodnie z metodami stosowanymi do indukowania polimeryzacji. Na przykład materiał wytworzony przez dodanie inicjatora wolnorodnikowego (polimeryzacja rodnikowa) często daje inną gęstość polietylenu niż ten wytworzony przy użyciu katalizatora, takiego jak chrom i/lub krzemionka. Ponadto każdy typ ma określone zalety.
HDPE ma gęstość co najmniej 0.941 g/cm3 i jest używany do produkcji różnych materiałów opakowaniowych, takich jak worki na śmieci, pojemniki na mleko i butelki na detergenty do prania. Ten rodzaj tworzywa znajduje również zastosowanie w budowie zbiorników na paliwo i chemikalia, a także w rurach kanalizacyjnych. Jego odpowiednik, LDPE, ma gęstość zaledwie 0.910 g/cm3 i jest używany głównie do produkcji folii, torebek i folii samoprzylepnych.
Z kolei PEX to polietylen o średniej do wysokiej gęstości. Chociaż może nie być tak gęsty jak HDPE, jego usieciowana struktura krystalizacyjna nadaje mu bardzo wyjątkową i cenną właściwość – elastyczność. Z tego powodu PEX jest stosowany w przemyśle hydraulicznym, gdzie można go rozszerzyć na osprzęt, a następnie zezwolić na kurczenie się z powrotem do rozmiaru, tworząc wodoszczelne uszczelnienie.
Polietylen o bardzo niskiej gęstości (VLDPE) ma gęstość w zakresie 0.880–0.915 g/cm3 i jest używany do produkcji toreb do przechowywania mrożonej żywności oraz folii. Z drugiej strony polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) ma minimalną gęstość 0.930 g/cm3. Jednak jego wysoka masa cząsteczkowa skutkuje bardzo trwałym materiałem odpornym na erozję chemiczną i środowiskową. Z tych powodów ten rodzaj polietylenu jest używany do produkcji kamizelek kuloodpornych i sztucznych części zamiennych do stawów biodrowych i kolanowych.
Jak można się spodziewać, gęstość polietylenu wpływa na wpływ produktu na środowisko. Generalnie tworzywa sztuczne nie ulegają biodegradacji, ale utrzymują się w środowisku nienaruszone przez setki lat. Jednak większość plastików polietylenowych można w pewnym stopniu poddać recyklingowi. Najlepszym kandydatem do udanego recyklingu jest HDPE, który można rozpoznać po cyfrze „2” w symbolu recyklingu. LDPE, oznaczony cyfrą „4”, może być poddany recyklingowi, ale niestety nie jest objęty większością programów zbiórki z gospodarstw domowych i musi zostać zwrócony do sklepu lub producenta w celu recyklingu.